RU45765U1

RU45765U1 - ELECTRIC HYDRAULIC DEVICE

Info

Publication number: RU45765U1
Application number: RU2005100088/22U
Authority: RU
Inventors: К.К. Ким; А.А. Громов; Ю.А. Кытин
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2005-05-27

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее к устройствам, использующим электрогидравлический эффект и эффект направленного взрыва. Перед авторами стояла задача - повышение величины КПД электрогидравлического устройства за счет введения в рабочую полость дополнительной энергии. Технический результат достигается тем, что электрогидравлическое устройство, содержащее центральный стержневой электрод, расположенный коаксиально относительно внешнего трубчатого электрода и жестко закрепленный в нем с помощью цилиндрических шайб из диэлектрического материала, причем одна из шайб установлена выше нижнего конца внешнего трубчатого электрода и выше нижнего конца центрального стержневого электрода, образуя рабочую полость для заполнения водой, ограниченную стенками внешнего трубчатого электрода и шайбой, генератор импульсов, положительный полюс которого соединен через коммутатор с центральным стержневым электродом, а отрицательный полюс генератора импульсов соединен с внешним трубчатым электродом, содержит ключ и источник постоянного тока, положительный полюс которого соединен через ключ с центральным стержневым электродом, а отрицательный полюс источника постоянного тока соединен с внешним трубчатым электродом.The utility model relates to electrical engineering, and more specifically to devices using the electro-hydraulic effect and the effect of directional explosion. The authors were faced with the task of increasing the efficiency of an electro-hydraulic device by introducing additional energy into the working cavity. The technical result is achieved by the fact that an electro-hydraulic device containing a central rod electrode located coaxially relative to the outer tubular electrode and rigidly fixed therein with cylindrical washers made of dielectric material, one of the washers mounted above the lower end of the outer tubular electrode and above the lower end of the central rod electrode, forming a working cavity for filling with water, limited by the walls of the outer tubular electrode and the washer, pulses, the positive pole of which is connected through the switch to the central rod electrode, and the negative pole of the pulse generator is connected to the external tubular electrode, contains a key and a direct current source, the positive pole of which is connected through a key to the central rod electrode, and the negative pole of the direct current source is connected to external tubular electrode.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее к устройствам, использующим электрогидравлический эффект и эффект направленного взрыва.The utility model relates to electrical engineering, and more specifically to devices using the electro-hydraulic effect and the effect of directional explosion.

Известен электрогидравлический бур с неподвижным центральным электродом. Он имеет стержневой центральный электрод, коаксиально закрепленный внутри внешнего трубчатого электрода, роль которого играет буровая труба. Центральный электрод изолирован от внешнего электрода с помощью диэлектрических шайб. С одного конца центральный электрод имеет вывод для подключения положительного полюса импульсного источника питания, а с противоположной стороны он имеет тарельчатую головку, что является его особенностью. Такая форма центрального электрода обуславливается необходимостью обегания разрядов по всей кромке внешнего трубчатого электрода. Для повышения направленности удара внутри трубки предусмотрен отражатель, который установлен внутри трубки (А.с. 118436 (СССР). Электрогидравлический бур для бурения скважин/Л. А. Юткин, Л. И. Гольцова. - Заявл. 12.11.57, №586039/22; Опубл. в Б.И., 1959, №5.).Known electro-hydraulic drill with a fixed central electrode. It has a central rod electrode coaxially fixed inside the outer tubular electrode, the role of which is a drill pipe. The central electrode is isolated from the external electrode using dielectric washers. At one end, the central electrode has an output for connecting the positive pole of the switching power supply, and on the opposite side it has a disk head, which is its feature. This shape of the central electrode is caused by the need to run around the discharges along the entire edge of the outer tubular electrode. To increase the direction of impact inside the tube, a reflector is provided, which is installed inside the tube (A.S. 118436 (USSR). Electro-hydraulic drill for drilling wells / L. A. Yutkin, L. I. Goltsova. - Declaration 12.11.57, No. 586039 / 22; Published in B.I., 1959, No. 5.).

Одними из основных недостатков работы бура является относительно низкое значение его КПД, за счет больших инерционных и гидравлических потерь энергии.One of the main disadvantages of the drill is the relatively low value of its efficiency, due to large inertial and hydraulic energy losses.

Известно электрогидравлическое устройство, использующее электрогидравлический удар, выбранное в качестве прототипа. Внутренний положительный электрод такого устройства расположен коаксиально относительно внешнего отрицательного электрода и через коммутатор (например, тиристор), используемый для мгновенной подачи импульса с импульсного источника питания на искровой промежуток (между нижним It is known electro-hydraulic device using electro-hydraulic shock, selected as a prototype. The internal positive electrode of such a device is located coaxially relative to the external negative electrode and through a switch (for example, a thyristor) used to instantly supply a pulse from a switching power supply to the spark gap (between the lower

торцом положительного электрода и нижним торцом отрицательного электрода), соединен с положительным полюсом импульсного источника питания. Отрицательный электрод соединен с отрицательным полюсом импульсного источника питания. В качестве изолятора применяются диэлектрические шайбы (например, фторопластовые), установленные внутри внешнего трубчатого отрицательного электрода и представляющие собой цилиндрические элементы, которые жестко фиксирует положительный электрод по оси отрицательного электрода. Одна из шайб установлена с той стороны трубки, куда подходят контакты импульсного источника питания, а вторая расположена у противоположного конца трубки, оставляя при этом свободным пространство внутри отрицательного электрода, называемое рабочей полостью (Л. А. Юткин. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, 1986, С. 160-161).end of the positive electrode and the bottom end of the negative electrode), connected to the positive pole of the switching power supply. The negative electrode is connected to the negative pole of the switching power supply. As an insulator, dielectric washers (for example, fluoroplastic) are used that are installed inside the external tubular negative electrode and are cylindrical elements that rigidly fixes the positive electrode along the axis of the negative electrode. One of the washers is installed on the side of the tube where the contacts of the switching power supply are suitable, and the second is located at the opposite end of the tube, while leaving free space inside the negative electrode, called the working cavity (L. A. Yutkin. Electro-hydraulic effect and its application in industry Leningrad: Engineering, 1986, S. 160-161).

Одними из основных недостатков работы устройства является относительно низкое значение его КПД, за счет больших инерционных и гидравлических потерь энергии.One of the main disadvantages of the device is the relatively low value of its efficiency, due to the large inertial and hydraulic energy losses.

Перед авторами стояла задача - повышение величины КПД электрогидравлического устройства за счет введения в рабочую полость дополнительной энергии.The authors were faced with the task of increasing the efficiency of an electro-hydraulic device by introducing additional energy into the working cavity.

Технический результат достигается тем, что электрогидравлическое устройство, содержащее центральный стержневой электрод, расположенный коаксиально относительно внешнего трубчатого электрода и жестко закрепленный в нем с помощью цилиндрических шайб из диэлектрического материала, причем одна из шайб установлена выше нижнего конца внешнего трубчатого электрода и выше нижнего конца центрального стержневого электрода, образуя рабочую полость для заполнения водой, ограниченную стенками внешнего трубчатого электрода и шайбой, генератор импульсов, положительный полюс которого соединен через коммутатор с центральным стержневым электродом, а отрицательный полюс генератора импульсов соединен с внешним трубчатым электродом, содержит ключ и источник The technical result is achieved by the fact that an electro-hydraulic device containing a central rod electrode located coaxially relative to the outer tubular electrode and rigidly fixed therein with cylindrical washers made of dielectric material, one of the washers mounted above the lower end of the outer tubular electrode and above the lower end of the central rod electrode, forming a working cavity for filling with water, limited by the walls of the outer tubular electrode and the washer, pulses, the positive pole of which is connected via a switch with a central rod electrode and the negative pulse generator terminal is coupled to the outer tubular electrode, and the source comprises a switch

постоянного тока, положительный полюс которого соединен через ключ с центральным стержневым электродом, а отрицательный полюс источника постоянного тока соединен с внешним трубчатым электродом.direct current, the positive pole of which is connected via a key to the central rod electrode, and the negative pole of the direct current source is connected to an external tubular electrode.

Предлагаемое устройство показано на чертеже.The proposed device is shown in the drawing.

Электрогидравлическое устройство выглядит следующим образом:The electro-hydraulic device is as follows:

центральный стержневой электрод 1 (например, медный), соединенный через коммутатор 2 с положительным полюсом генератора импульсов 3 (Стефанов К. С. «Техника высоких напряжений». Л.: Энергия, 1967, С. 217-224) и с положительным полюсом источника постоянного тока 4 (Мукофеев Ю.Л. «Электроснабжение промышленных предприятий», М.: Энергия, 1973, С. 90-91) через ключ 5, с помощью диэлектрических шайб 6 (например, фторопластовых) закреплен во внешнем трубчатом электроде 7 (например, стальном или медном), который соединен с отрицательными полюсами генератора импульсов 3 и источника постоянного тока 4. Рабочая полость 8 ограничена стенками внешнего трубчатого электрода 7, нижней центрирующей диэлектрической шайбой 6 и центральным стержневым электродом 1.the central rod electrode 1 (for example, copper) connected through the switch 2 to the positive pole of the pulse generator 3 (Stefanov KS “High voltage technique.” L .: Energy, 1967, S. 217-224) and with the positive pole of the source DC 4 (Mukofeev Yu.L. “Power supply of industrial enterprises”, M .: Energia, 1973, p. 90-91) through a key 5, using dielectric washers 6 (for example, fluoroplastic) is fixed in an external tubular electrode 7 (for example , steel or copper), which is connected to the negative poles of the pulse generator 3 and a direct current source 4. The working cavity 8 is bounded by the walls of the external tubular electrode 7, the lower centering dielectric washer 6 and the central rod electrode 1.

При разомкнутом коммутаторе 2 и разомкнутом ключе 5, электроды 1 и 7 установлены в разрушаемую среду так, чтобы вода заполнила рабочую полость 8, ограниченную стенками внешнего трубчатого электрода 7, являющегося отрицательным электродом, нижней центрирующей диэлектрической шайбой б и центральным стержневым электродом 1, являющимся положительным электродом.When the switch 2 is open and the switch 5 is open, the electrodes 1 and 7 are installed in the destructible medium so that the water fills the working cavity 8, bounded by the walls of the outer tubular electrode 7, which is the negative electrode, the lower centering dielectric washer b and the central rod electrode 1, which is positive electrode.

Работа электрогидравлического устройства происходит следующим образом. Сначала замыкается ключ 5, вследствие чего начинает протекать ток по цепи: положительный полюс источника 4 - положительный электрод 1 - вода, находящаяся в рабочей полости 8 - отрицательный электрод 7 - отрицательный полюс источника 4. В результате этого происходит электрохимическая реакция:The operation of the electro-hydraulic device is as follows. First, the key 5 closes, as a result of which the current begins to flow through the circuit: the positive pole of the source 4 - the positive electrode 1 - water in the working cavity 8 - the negative electrode 7 - the negative pole of the source 4. As a result of this, an electrochemical reaction occurs:

2Н₂О⇒2Н₂+О₂ 2H ₂ O⇒2H ₂ + O ₂

Вследствие реакции рабочая полость 8 заполняется газом, известным под названием «гремучая смесь».As a result of the reaction, the working cavity 8 is filled with gas, known as "explosive mixture".

Затем ключ 5 размыкается и замыкается коммутатор 2, соединяя электроды 1 и 7 с генератором импульсов 3. Через искровой промежуток (между нижним торцом положительного электрода 1 и нижним торцом отрицательного электрода 7) проходит искровой разряд, вызывая электрогидравлический удар и одновременно поджигая «гремучую смесь».Then the key 5 is opened and the switch 2 is closed, connecting the electrodes 1 and 7 with the pulse generator 3. A spark discharge passes through the spark gap (between the lower end of the positive electrode 1 and the lower end of the negative electrode 7), causing an electro-hydraulic shock and simultaneously igniting an “explosive mixture” .

Таким образом, параллельно протекают два процесса: электрогидравлический удар и направленный взрыв гремучей смеси, что повышает величину КПД устройства.Thus, two processes proceed in parallel: an electrohydraulic shock and a directed explosion of an explosive mixture, which increases the efficiency of the device.

Claims

An electro-hydraulic device containing a central rod electrode located coaxially relative to the outer tubular electrode and rigidly fixed therein with cylindrical washers made of dielectric material, one of the washers being installed above the lower end of the outer tubular electrode and above the lower end of the central rod electrode, forming a working cavity for filling with water, limited by the walls of the external tubular electrode and the washer, a pulse generator, the positive pole of which it is single through a switch with a central rod electrode, and the negative pole of the pulse generator is connected to an external tubular electrode, characterized in that it further comprises a key and a direct current source, the positive pole of which is connected through a key to the central rod electrode, and the negative pole of the direct current source is connected with external tubular electrode.